1、能源經濟學第十六章 能源與氣候變化1能源經濟學第十六章 能源與氣候變化1目錄16.1 能源利用的環境成本16.2 氣候變化16.3 二氧化碳排放特征16.4 二氧化碳排放影響因素16.5 碳排放貿易與碳市場16.6 中國的二氧化碳減排2目錄16.1 能源利用的環境成本216.1 能源利用的環境成本能源利用的環境成本：人類為避免能源利用過程中造成的污染經濟損失，或者為了等值補償污染物造成的污染經濟損失所付出的代價。環境成本作為能源利用成本一部分的優勢：企業由被動減排變為主動減排：企業為了提高自身的市場競爭力，會想方設法改進技術，降低環境成本；低碳能源和無碳能源得到發展：環境成本低的能源會因此獲得

2、相對的比較優勢。316.1 能源利用的環境成本能源利用的環境成本：316.1 能源利用的環境成本能源利用環境成本的主要內容：4自然資源消耗占有成本生態資源降級費用維持自然資源基本存量的費用生態資源保護費用16.1 能源利用的環境成本能源利用環境成本的主要內容：4自16.1 能源利用的環境成本自然資源消耗占有成本開采自然資源并形成資源產品的過程中：自然資源改變了形態：礦產資源煤炭；自然資源是儲備的供生產消耗的資產：資產的存量資產的流量。因此，自然資源具有存貨的性質。自然資源消耗占有成本：資源產品生產所耗用自然資源存量的貨幣表現。如礦產資源、植被、水等數量減少均屬于自然資源耗減，其耗減的價值就是自

3、然資源消耗占用成本。516.1 能源利用的環境成本自然資源消耗占有成本516.1 能源利用的環境成本生態資源降級費用生態資源降級費用主要反映在國民經濟核算體系內，不反映在企業的會計核算中，包括生態環境損害成本和環境影響成本：臭氧層空洞、土壤侵蝕、沙漠化、洪水及干旱、水質退化等的價值表現。耗減和降級經常同時發生，如不合理開采礦產資源：耗減：減少了礦產的儲量；降級：破壞了未開發資源的開采條件。616.1 能源利用的環境成本生態資源降級費用616.1 能源利用的環境成本生態資源降級費用生態環境價值：固有利用價值：自然要素供人類直接利用、消耗的價值；功能性價值：自然資源對人類生存環境提供服務的價值。生

4、態環境損害成本：對因能源利用活動造成的生態資源破壞和生態環境價值損失進行補償所需的成本。核算方法：復原法和避免成本法。716.1 能源利用的環境成本生態資源降級費用716.1 能源利用的環境成本生態資源降級費用環境影響成本：對能源利用過程導致的環境破壞，進行賠償發生的成本。廢棄物損害農作物降低耕地質量殃及水生物；采空區搬遷、加固鐵路和公路。這部分環境成本，由社會（國家）采取稅費的形式集中進行分配。企業定期向國家交納的排污費、環境保護稅以及可能發生的環境損害賠償費或罰金支出。816.1 能源利用的環境成本生態資源降級費用816.1 能源利用的環境成本維持自然資源基本存量的費用可持續發展自然資源基

5、本存量人力、物力和財力的耗費（維持自然資源基本存量的費用）。提高煤炭資源效率尋找替代品、深加工；維持森林、草場等人造自然資源的基本存量人造費用；適度消耗自然資源改進生產設備、調整生活方式。特點：提高環境資產持續發揮效用的能力：人造森林；提高現有環境資產的利用效率：改進煉鋼設備。916.1 能源利用的環境成本維持自然資源基本存量的費用916.1 能源利用的環境成本生態資源保護費用環境的自凈能力可以在一定范圍內免費提供對生態資源的保護，超過此能力，則需要有實際的支出，以避免生態資源的降級或消除降級發生后的影響。企業生態資源保護費用：是其在生產經營活動中所耗費資產的價值，一般包括：污物和廢物處理、環

6、境衛生的維護和類似的活動。具體的有垃圾的收集、運輸、處理和處置；廢水的收集和處理；廢氣的凈化；噪音的消除；其他環境保護、維護服務的費用。1016.1 能源利用的環境成本生態資源保護費用1016.1 能源利用的環境成本生態資源保護費用11維護生態資源現狀的支出這時生態資源并未受到危害，但為了維護生態環境，保護既定質量，進行必要維護活動而發生的費用預防污染支出這時生態資源尚未受到危害，但已經預料到污染有可能發生，為避免其發生進行預防活動而發生的支出治理生態資源支出這時破壞生態資源的事件已經發生，要減除已發生的危害，治理活動中發生的支出16.1 能源利用的環境成本生態資源保護費用11維護生態資源目錄

7、16.1 能源利用的環境成本16.2 氣候變化16.3 二氧化碳排放特征16.4 二氧化碳排放影響因素16.5 碳排放貿易與碳市場16.6 中國的二氧化碳減排12目錄16.1 能源利用的環境成本1216.2 氣候變化政府間氣候變化專門委員會（IPCC）：世界氣象組織（World Meteorological Organization，WMO）聯合國環境規劃署（United Nations Environment Programme，UNEP）1316.2 氣候變化政府間氣候變化專門委員會（IPCC）：1316.2 氣候變化IPCC(1995)第二次報告指出，自19世紀以來，全球平均地面溫度上升

8、了0.3-0.6，而北歐、東亞、南非、北美和澳大利亞等地區溫度上升更為明顯，平均約上升0.8-1，在過去的100年中，全球海平面也相應上升了10-25厘米。1416.2 氣候變化IPCC(1995)第二次報告指出，自1916.2 氣候變化IPCC(2001)的第三次評估報告認為，從1901-2000年全球平均地面溫度上升了0.6攝氏度（0.4-0.8）。在過去的50年里，全球平均地面溫度每10年增長0.13，全球變暖速度相當于過去100年的兩倍。1516.2 氣候變化IPCC(2001)的第三次評估報告認為，16.2 氣候變化IPCC(2007)的第四次評估報告認為，1995-2006年的全球

9、平均氣溫是自1850年以來出現的最暖的12年，在1906-2005的一百年里，全球平均地面溫度上升了0.74，遠高于第三次評估報告的0.6，其中亞洲平均地面溫度上升最快，近年來甚至超過了1。1616.2 氣候變化IPCC(2007)的第四次評估報告認為，16.2 氣候變化全球氣候變暖除自然因素外，更大程度是人類活動造成的：IPCC第四次評估報告認為，全球變暖有90%的可能是人類活動造成的，而在第三次評估報告這一數字是66%。自1750年工業革命以來，人類現代化的生產、生活方式造成大量溫室氣體排放，尤其是二氧化碳排放量急劇增加。IPCC(2007)由于工業革命以后大量化石能源的利用，使得人類生產

10、、生活活動導致的溫室氣體排放約占全球溫室氣體排放總量的90%以上。1716.2 氣候變化全球氣候變暖除自然因素外，更大程度是人類活16.2 氣候變化化石能源消費是二氧化碳排放的主要排放源約占總排放量的73.79%一些國家正積極開展碳捕獲與封存技術的研究該技術能夠捕獲煤炭等化石能源發電過程中排放的約90%的二氧化碳受減排成本的制約還未實現商業化1816.2 氣候變化1816.2 氣候變化16.2.1 氣候政策16.2.2 全球氣候談判1916.2 氣候變化1916.2.1 氣候政策氣候變化通過許多途徑影響人類福利。Horowitz(2001)調查了1999年156個國家人均GDP和年平均氣溫的關

11、系收入-氣溫存在強相關關系：氣溫提高一個百分點導致人均收入下降0.9個百分點氣溫升高3華氏度將導致全球GNP下降4.6個百分點20氣候對農業生產和海平面影響氣候影響經濟發展和經濟增長模式氣候直接影響人類福利16.2.1 氣候政策氣候變化通過許多途徑影響人類福利。2016.2.1 氣候政策氣候變化問題表面上是一個環境問題，其實質是政治問題和經濟問題。2116.2.1 氣候政策氣候變化問題表面上是一個環境問題，其實16.2.1 氣候政策22不確定性是全球氣候變化唯一的確定性問題。信息不對稱是環境政策制定者面臨的最大困難。氣候變化的影響、減緩和適應氣候變化具有利益不均衡性。氣候變化的影響具有區域性特

12、點：氣候變暖可能給一些地區帶來發展機遇給另一些地區帶來滅頂之災16.2.1 氣候政策22不確定性是全球氣候變化唯一的確定性16.2.1 氣候政策在一個確定的世界中，一般認為基于價格（如稅和補貼）或總量控制（如排污許可權）的環境政策手段能處理任何要求水平上的產出控制問題。23作者（年份）主要結論Weitzman(1974) 如果邊際效益曲線比邊際成本曲線陡，總量控制手段優于價格手段，反之亦然。Kwerel(1977) 發展了一個混合價格總量工具，誘導競爭性企業向規制當局公開他們的真實削減成本。Benford(1998) 當市場處于完全競爭的條件下，Kwerel框架的自然擴展能得到污染隨時間削減的

13、最優路徑。Newell and Pizer(1999)，Hoel and Karp (2001) 當邊際削減成本曲線斜率相對于邊際損失曲線斜率較大時，稅比排污配額好。16.2.1 氣候政策在一個確定的世界中，一般認為基于價格（16.2.1 氣候政策24作者（年份）主要結論Baldursson (1999) 在一個動態和不確定性模型中，就像價格-總量控制手段比較一樣，任何削減決策的不可逆性可能影響政策手段的選擇。Moledina等（2003）低成本企業安排排污權價格排污稅手段產生更高福利；高成本企業安排排污權價格排污許可手段產生更高福利。Mckibbin and Wilcoxen (2002)

14、由于氣候變化包含了太多的不確定性和潛在的巨大分布特征，排污許可系統是沒有效率的，排污稅在政治上是不現實的。結合兩者最優特點的混合政策，可能是有效率的和可行的手段。16.2.1 氣候政策24作者（年份）主要結論Baldurs16.2.1 氣候政策邊際效益和成本不確定的條件下基于價格的政策工具排污稅或碳稅和基于總量控制的許可權制度是不等價的邊際效益和成本曲線的斜率決定了不同政策的優劣25邊際效益陡；邊際成本平坦排污許可制度優邊際成本陡；邊際效益平坦征稅制度優16.2.1 氣候政策邊際效益和成本不確定的條件下25邊際效16.2.1 氣候政策一種假定的空氣污染，只有在高水平的排放條件下才是危險的：日排

15、放量低于100噸，它根本就不會產生損害，但是超過這個量，每排放1噸就產生價值10元的健康問題。目前每天的排放是150噸，因此，對于最初50噸削減的邊際效益是每噸10元，超過這個點，邊際削減效益將下跌為0，邊際效益曲線是陡的。假定污染清理符合規模效用-邊際成本曲線是平坦的，清理成本每噸低于10元。在這種情況下，排污許可權政策遠遠優于排污稅。通過發放100噸的排污許可權，政府就能取得有效的結果：對于任何低于10元的邊際成本，排污權系統將阻止污染排放量超過閾值。排污稅可能是個糟糕的政策。假想政府征收5元的稅，而邊際削減成本為6元，在這種情況下，企業將選擇繳稅而不作任何削減，污染排放量將保持在150噸

16、。如果成本變為4噸，情況也不會更好，企業將清理所有污染物，污染排放量將下跌到0。2616.2.1 氣候政策一種假定的空氣污染，只有在高水平的排放16.2.1 氣候政策橫坐標表示削減量，削減邊際效益MB是平坦的，而邊際削減成本在規制的任何時間內是急劇上升的，如圖中表示的MC1。在沒有規制的條件下，企業不會作任何的削減，橫坐標上表示的數值為0。如果政府實行排污許可政策，那么有保證的一個確定的削減水平就為Q1a。但是如果邊際成本不確定，Q1a可能就不會是有效的結果。假想邊際成本比預期的高（如圖中表示為MC2），按最優準則， Q2a將取代 Q1a 。如果企業被迫削減到Q1a ，排污許可權價格將提高到P

17、3，超額的削減成本將超過帶來的效益，其差值在圖中表示為三角形D.27排污許可政策實施后，如果成本高于預期的情況McKibbin and Wilcoxen, 2002在這種情況下，采用征稅政策可能是一種更理智的選擇。假設一開始的稅價為P1，一旦企業發現實際的邊際成本高于預期的情況，削減量就會降到Q3a ，但是福利損失（如圖中的三角形T）遠遠低于排污許可權制度。16.2.1 氣候政策橫坐標表示削減量，削減邊際效益MB是平16.2.1 氣候政策從氣候變化存量外部性分析和有關的證據顯示，溫室氣體減排的邊際成本曲線是非常陡的，同時，邊際效益曲線是非常平坦的。但是，征稅有一個重要的政治傾向，它可能誘導大量

18、的收入從企業流向政府。假定一家企業最初的二氧化碳有效削減量（邊際效益等于邊際成本時）為總排放量（Q）的20%，在一種有效的稅賦（T）情況下，企業將用不超過0.2QT的成本來削減20%的排放，然而，企業將支付剩余部分的稅，其值為0.8QT，至少是它花在削減上的4倍。一家愿意支付100萬元來減排20%排放量的企業絕對不支持要求支付100萬附加400萬稅的政策。這可能對氣候變化而言不是唯一的但可能是最重要的原因，庇古稅基本上不能用于解決環境控制問題。2816.2.1 氣候政策從氣候變化存量外部性分析和有關的證據顯16.2.1 氣候政策混合政策：將一個固定的可交易的長期排放許可和一個具有供給彈性的短期

19、排放許可結合起來。優勢：它能像排污稅一樣激勵企業以低成本削減排放，而當成本升高時，允許總減排量有一定彈性；它要避免不必要的大范圍的轉讓并有許可權分配彈性，使它在政治上有一定的生存空間。2916.2.1 氣候政策混合政策：2916.2.1 氣候政策在任何設定的年份排污許可供給是有效的，每個國家有一個“永久許可”排放非彈性供給QT（如垂線SP），同時在價格PT時來自政府的有效年度許可是一種彈性的供給（如水平線SA），所有的許可供給就是SP和SA的水平累加（向右轉90的供給曲線）。許可需求將通過削減邊際成本來確定。30低成本和高成本情況下的市場均衡McKibbin and Wilcoxen, 200

20、2如果削減成本相對較低，許可需求為曲線D1，市場均衡的許可權價格就是P1，它低于年度許可權價格PT。在這種情況下，僅僅長期許可（永久許可）將被供給，而且排放將降至QT；如果削減成本相對較高，許可需求就變為曲線D2，市場均衡的許可權價格就是P2，許可權價格將被拖至PT，年度許可將被賣掉，整個許可需求為Q2。16.2.1 氣候政策在任何設定的年份排污許可供給是有效的，16.2.1 氣候政策混合政策集中了稅制和許可制度的優點。像稅制一樣，它定位于一種邊際削減成本的上限，企業的支付將不會超過PT（減排一單位污染的一個年度許可價格）。沒有國家害怕該政策會抑制經濟發展，為了達到所不期望的昂貴污染目標而徒勞

21、無望。因為整個排污許可供給不是固定的，政策不會提供精確的減排量。然而，它卻能確保一個特定國家以最低的成本進行減排，此外，邊際削減成本將越過所有國家達到相等，許可價格升至PT。同時，它也將避免許多有關排污稅的配置發放，兼有監督和執行激勵。3116.2.1 氣候政策混合政策集中了稅制和許可制度的優點。316.2 氣候變化16.2.1 氣候政策16.2.2 全球氣候談判3216.2 氣候變化3216.2.2 全球氣候談判全球氣候變化政策的國際談判的開始：1992聯合國氣候變化框架公約（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFC

22、CC）。3316.2.2 全球氣候談判全球氣候變化政策的國際談判的開始：16.2.2 全球氣候談判UNFCC的目的：通過成員國的自愿行動使2000年溫室氣體的排放穩定在1990年的水平。UNFCCC的要求：發達國家采取措施限制溫室氣體排放，將大氣中溫室氣體的濃度穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾的水平上。發達國家要向發展中國家提供新的額外資金以支付發展中國家履行UNFCC所需增加的費用，并采取一切可行的措施促進和方便有關技術轉讓的進行。3416.2.2 全球氣候談判UNFCC的目的：3416.2.2 全球氣候談判公約建立了一種談判機制，決定定期舉行締約方大會（COP）。在1995至2002年

23、期間，締約方會議一共舉辦了8次，國際社會圍繞如何落實公約規定的目標、原則和締約方義務等問題，經過艱苦的談判和妥協，不斷推動著公約發展演化的進程。3516.2.2 全球氣候談判公約建立了一種談判機制，決定定16.2.2 全球氣候談判在1995年召開的締約方會議形成的主要共識是：除非成員國“在指定的時間框架內量化削減目標”，UNFCCC在溫室氣體排放方面不會產生任何影響。隨后所有的COP會議都圍繞這樣一種國際條約的設計來展開，就參與國同意在給定的時期達到確定的溫室氣體排放目標問題進行談判。3616.2.2 全球氣候談判在1995年召開的締約方會議形成的16.2.2 全球氣候談判京都議定書 1997

24、年第三次COP會議上形成這是全球第一個帶有法律約束力的、限時、定量減排溫室氣體的國際公約，其宗旨是通過國際社會的密切合作，減緩大氣中的溫室氣體含量的增長。3716.2.2 全球氣候談判京都議定書 3716.2.2 全球氣候談判京都議定書的關鍵特征是“附件B”。列入39個工業化國家的年度溫室氣體排放限度如果所有附件B的國家履行公約，溫室氣體的整體排放將比1990年降低5%38大多數歐共體國家為92%美國為93%加拿大和日本為94%俄羅斯為100%其他為110%16.2.2 全球氣候談判京都議定書的關鍵特征是“附件B16.2.2 全球氣候談判清潔開發機制（CDM）發達國家通過提供資金和技術的形式，

25、與發展中國家開展項目級的合作，在發展中國家進行項目投資由此換取投資項目所產生的部分或全部減排額度，作為其履行減排義務的組成部分聯合實施（JI）附件一國家之間就溫室氣體排放權進行的交易。附件一國家可以通過在另一個附件一國家的領土內建設減排項目，并計算該項目的減排量單位來達到自己的京都議定書減排目標。排放量貿易（ET）指發達國家相互轉讓它們的部分“允許的排放量”，達到自己的京都議定書減排目標。39京都議定書 “三個靈活機制”：16.2.2 全球氣候談判清潔開發機制（CDM）發達國家通過16.2.2 全球氣候談判京都議定書的生效條件：需要至少55個締約方批準，同時其中附件B締約方的二氧化碳排放量之和

26、至少占附件B所列締約方1990年二氧化碳排放量的55%。402002年3月歐盟批準2002年6月日本批準2002年12月加拿大批準2002年9月中國批準2003年3月批準國家超過55個16.2.2 全球氣候談判京都議定書的生效條件：402016.2.2 全球氣候談判京都議定書的有效性值得推敲：首先，京都議定書規定排放目標要低于1990年的水平，并且是不考慮成本和收益的。議定書僅僅只能輕微降低大氣變暖的速度，而不能完全阻止。議定書對溫度的影響是未來的事，而它的成本則立即體現出來。Nordhaus and Boyer (1999)：如果京都議定書有效地實施，現值成本可能達到8000億至15000億

27、美元，而收益現值估計為1200億美元。Tol(1999)的研究得出了相似的結論。4116.2.2 全球氣候談判京都議定書的有效性值得推敲：416.2.2 全球氣候談判其次，京都議定書中基本的國際政策手段是一個國際貿易排放許可系統在邊際削減成本存在不確定性的情況下，它的運行面臨很高的無效率風險國際排放許可貿易存在一個嚴重的政治缺陷，它可能在國家之間產生很大的財富轉移，這種財富的轉移可能使條約無法得到有效執行4216.2.2 全球氣候談判其次，京都議定書中基本的國際政16.2.2 全球氣候談判同時，京都議定書的生效會給不同國家帶來不同的影響。Bohringer and Rutherford (20

28、02)基于一個大尺度可計算全球貿易和能源利用一般均衡模型，認為：在實行減排的OECD國家之間，歐共體和日本從國際溢出中將獲得實質利益，而美國、加拿大與新西蘭、澳大利亞一樣將遭受負的溢出影響；決定不同國家溢出影響的一個主導性因素是國際原油和煤炭市場上國家所處的貿易地位；與單邊碳稅政策相比，就非減排區域而言，協議如京都議定書下的排放貿易將大大降低國際溢出的程度；美國對京都議定書的拒絕，將降低歐共體與日本的正溢出效應和非減排發展中國家的利益。4316.2.2 全球氣候談判同時，京都議定書的生效會給不同16.2.2 全球氣候談判氣候公約：本質是提供一種制度安排，更重要的是將全球變化與社會經濟因素聯系起

29、來。主要涉及：公平與效率、成本高低與減排路徑。由于市場失靈和信息不對稱以及人文發展的差異，致使資源的配置很難實現最優，人文發展潛力的實現也受到一定的影響。全球減緩氣候變化的國際談判遇到的一系列波折就是它的集中反映。4416.2.2 全球氣候談判氣候公約：4416.2.2 全球氣候談判從新制度經濟學的角度來講，氣候公約的主要功能就在于降低國家間的交易費用，促進國際合作的實現，使國家獲得因合作帶來的潛在收益。如何進一步促進國際合作，深化以市場為基礎的經濟手段的作用，可能是全球氣候變化政策演化的動力源泉。4516.2.2 全球氣候談判從新制度經濟學的角度來講，氣候公約目錄16.1 能源利用的環境成本

30、16.2 氣候變化16.3 二氧化碳排放特征16.4 二氧化碳排放影響因素16.5 碳排放貿易與碳市場16.6 中國的二氧化碳減排46目錄16.1 能源利用的環境成本4616.3 二氧化碳排放特征16.3.1 二氧化碳排放總體狀況16.3.2 一次能源消費的碳排放16.3.3 碳密集部門的碳排放4716.3 二氧化碳排放特征47碳排放總量持續增加全球經濟總體上保持了一個較高增速工業和交通運輸業占經濟比重持續上升化石能源消費增加很快16.3.1 二氧化碳排放總體狀況481751-2018年全球二氧化碳排放1850年0.54億噸2018年92.43億噸碳排放總量持續增加16.3.1 二氧化碳排放總

31、體狀況481716.3.1 二氧化碳排放總體狀況電力、交通運輸業、制造業和建筑業的碳排放量約占排放總量的84%化石能源的消費集中在電力、交通運輸業和制造業電力和熱力生產的二氧化碳排放呈快速增長的趨勢交通業、制造業和建筑業的二氧化碳排放增長也很快491960-2014年全球不同部門的二氧化碳排放量來源：World Bank (2019)16.3.1 二氧化碳排放總體狀況電力、交通運輸業、制造業和16.3.1 二氧化碳排放總體狀況工業發達國家正逐步減少化石能源利用轉變能源消費結構：化石能源清潔能源促進減排技術的研發與應用：二氧化碳捕獲和封存技術發展中國家排放現狀近中期難以改變由于資源稟賦和技術水平

32、的制約，發展中國家電氣化水平的提高和經濟發展，近中期電力、工業和交通運輸業仍將是主要的二氧化碳排放部門。5016.3.1 二氧化碳排放總體狀況工業發達國家正逐步減少化石16.3.1 二氧化碳排放總體狀況工業化國家碳排放量約占全球累計總量的近70%蒸汽機煤炭替代薪柴內燃機石油登上能源消費的舞臺511971-2004年世界及主要工業化國家的能源消費和二氧化碳排放16.3.1 二氧化碳排放總體狀況工業化國家碳排放量約占全球16.3.1 二氧化碳排放總體狀況化石能源消費和二氧化碳排放主要集中在工業化國家1900-2014年：工業化國家(70%)、美國、西歐和德國 (43.83%)、美國(25.57%)

33、、非洲(2.76%)2014年：中國（28.48%）、美國(14.54%)521900-2014年世界主要地區和國家的二氧化碳排放量和累計份額2014年全球主要國家和地區的二氧化碳排放份額16.3.1 二氧化碳排放總體狀況化石能源消費和二氧化碳排放16.3.1 二氧化碳排放總體狀況發展中國家累計二氧化碳排放量遠低于發達國家1900-2014年：發展中國家( 30%)發展中國家碳排放快速增長是工業化發展的必然發展中國家的二氧化碳排放屬于生存型排放在工業化進程的初期，未來發展中國家的能源消費和二氧化碳排放勢必呈快速增長的趨勢5316.3.1 二氧化碳排放總體狀況發展中國家累計二氧化碳排放16.3

34、二氧化碳排放特征16.3.1 二氧化碳排放總體狀況16.3.2 一次能源消費的碳排放16.3.3 碳密集部門的碳排放5416.3 二氧化碳排放特征16.3.1 二氧化碳排放總體狀況16.3.2 一次能源消費的碳排放理論分析分解分析方法很多每種方法的假設直接影響其分解結果Laspeyres分解方法容易理解，而Divisia分解方法更為科學（ Ang, 2004）本節介紹迪氏對數指數分解（簡稱LMDI）方法5516.3.2 一次能源消費的碳排放理論分析5516.3.2 一次能源消費的碳排放一次能源利用的碳排放強度分解模型分解為能源消費結構、能源強度、不同能源的碳排放系數56Gt：一次能源利用的二氧

35、化碳強度； Yt：為經濟活動水平，一般用GDP表示；Et：一次能源消費量；Eit：第i種一次能源消費量；eit：第 i 種一次能源消費的份額；Rit：第 i 種一次能源消費的碳排放系數；It：能源強度； G ：一次能源利用的二氧化碳強度變化量； GI ，Ge ，GR ：分別為能源強度，一次能源消費結構和一次能源消費的碳排放系數變化導致的碳排放強度變化量；T, 0分別表示研究期和基期。16.3.2 一次能源消費的碳排放一次能源利用的碳排放強度分16.3.2 一次能源消費的碳排放一次能源利用的二氧化碳排放量分解模型分解為人口、人均GDP，能源強度和能源消費結構Ct：一次能源利用的二氧化碳排放量；P

36、t：人口；Cit：第i種一次能源消費的二氧化碳排放量。人口，人均GDP，能源強度和能源消費結構四個因素變化導致CO2排放量的變化量可仿照上頁公式。5716.3.2 一次能源消費的碳排放一次能源利用的二氧化碳排放16.3.2 一次能源消費的碳排放案例分析：中國一次能源消費的碳排放特征對1980-2005年中國一次能源消費的碳排放特征進行實證分解分析一次能源僅包括煤炭、石油和天然氣5816.3.2 一次能源消費的碳排放案例分析：中國一次能源消費16.3.2 一次能源消費的碳排放碳排放強度變化的結構分解分析我國能源利用效率的不斷提高和一次能源消費結構向低碳能源方向發展，都不同程度地減緩二氧化碳排放的

37、增長速度。591980-2005年能源結構和能源強度對一次能源消費的碳排放強度的影響16.3.2 一次能源消費的碳排放碳排放強度變化的結構分解分16.3.2 一次能源消費的碳排放一次能源強度和一次能源消費結構變化并不一定促進碳排放強度的下降1980-2005：能源強度變化起主要作用1980-1988、1989-2002、2004-2005：能源強度起下降作用1988-1989、2002-2003、2003-2004：能源強度起上升作用601980-2005年能源結構和能源強度對一次能源消費的碳排放強度的影響16.3.2 一次能源消費的碳排放一次能源強度和一次能源消費16.3.2 一次能源消費的

38、碳排放未來我國一次能源利用的碳排放強度的下降潛力，需要進一步降低能源強度和調整能源消費結構中煤炭的消費比例來實現如果僅強調降低能源強度而不重視調整一次能源消費結構，一次能源消費結構對碳排放強度的影響就有可能部分地抵消能源強度對碳排放強度下降所起的作用依據發達國家經驗，我國能源強度下降和能源結構調整的空間還很大6116.3.2 一次能源消費的碳排放未來我國一次能源利用的碳排16.3.2 一次能源消費的碳排放碳排放量變化的結構分解分析碳排放總量：+10.37億噸碳正向作用：人口、人均GDP反向作用：能源強度、能源結構62人口、人均GDP、能源強度和能源消費結構對二氧化碳排放的影響16.3.2 一次

39、能源消費的碳排放碳排放量變化的結構分解分析16.3.2 一次能源消費的碳排放排放增加的主要因素：人均GDP增長、人口增長排放減緩的主要因素：能源強度變化能源消費結構的影響較小，且沒有明顯的變化規律63中國人口、人均GDP、能源結構和能源強度對二氧化碳排放量的影響16.3.2 一次能源消費的碳排放排放增加的主要因素：人均G16.3 二氧化碳排放特征16.3.1 二氧化碳排放總體狀況16.3.2 一次能源消費的碳排放16.3.3 碳密集部門的碳排放6416.3 二氧化碳排放特征6416.3.3 碳密集部門的碳排放工業部門：工業部門能源消費占全球能源利用的40%中國工業部門的終端能源消費占全球終端能

40、源消費的5.60% 1980-2005年中國工業部門的終端能源消費占全部終端能源消費的60%以上，全部終端煤炭消費的50%以上和全部電力消費的70%以上，然而其增加值僅占GDP的36-53%。65工業在終端能源消費、煤炭消費、電力消費及GDP的份額變化16.3.3 碳密集部門的碳排放工業部門：65工業在終端能源16.3.3 碳密集部門的碳排放中國工業終端能源利用及其碳排放增長很快2002-2005年：增長52% 、60%661998-2005年工業終端能源消費及其碳排放16.3.3 碳密集部門的碳排放中國工業終端能源利用及其碳排16.3.3 碳密集部門的碳排放工業部門二氧化碳排放影響因素分解Q

41、：工業部門的增加值；C：工業部門終端能源利用的碳排放；Cij：第i部門第j種能源消費的碳排放；Eij：第 i 部門的第 j 種能源消費；Ei：第 i 部門的終端能源消費；Qi：第 i 部門的增加值；Ii：第 i 部門的能源強度；eij：第 i 部門的終端能源消費中第 種能源的比例；Rij：第 i 部門第 j 種能源消費的碳排放系數；Si：第 i 部門的增加值比例。6716.3.3 碳密集部門的碳排放工業部門二氧化碳排放影響因素16.3.3 碳密集部門的碳排放電力生產部門68少數國家電源結構以清潔能源為主法國以核電為主丹麥、德國風電占比較高絕大多數國家電力生產以化石能源為主電力是終端能源利用的主

42、要形式為滿足終端部門對電力的需求，電力生產部門要消耗大量的化石燃料16.3.3 碳密集部門的碳排放電力生產部門68少數國家電源16.3.3 碳密集部門的碳排放1980-2005年我國電力生產部門的碳排放增長迅速：增加5.57倍;占全部化石能源利用碳排放的比例在逐年增高：由21.07%增加到38.73%；煤炭發電的碳排放占發電碳排放的比例也逐年升高：由79%增加到97%。69中國電力生產部門的碳排放16.3.3 碳密集部門的碳排放1980-2005年我國電力16.3.3 碳密集部門的碳排放電力生產的角度：分解為不同發電燃料的碳排放系數、不同電力構成的能源消耗、以及電力構成Et：t年電力生產的碳排

43、放；Qt：t年的發電量，包括火電、水電和核電；Eit：t年燃料i發電過程中的碳排放；Qit：燃料 i 的發電量；cit：t年燃料 i 的碳排放系數；Fit：用于發電的燃料 ； git：電力構成。7016.3.3 碳密集部門的碳排放電力生產的角度：7016.3.3 碳密集部門的碳排放電力消費的角度Et：發電過程中的碳排放；Ct：電力消費；Gthermal,t：全部的火力發電；Gpower,t：全部發電量；Gnet,t：凈發電量，全部發電量-發電過程中的電力消費；Ci,t：燃料的碳排放系數。7116.3.3 碳密集部門的碳排放電力消費的角度7116.3.3 碳密集部門的碳排放 ，表示電力的碳排放系

44、數； ，表示火力發電能耗的影響； ，表示發電廠自用電的消費影響； ，表示發電燃料構成影響； ，表示火電份額影響； ，表示輸配電損失的影響。7216.3.3 碳密集部門的碳排放72目錄16.1 能源利用的環境成本16.2 氣候變化16.3 二氧化碳排放特征16.4 二氧化碳排放影響因素16.5 碳排放貿易與碳市場16.6 中國的二氧化碳減排73目錄16.1 能源利用的環境成本7316.4 二氧化碳排放影響因素74經濟發展居民消費行為出口貿易技術進步政策措施16.4 二氧化碳排放影響因素74經濟發展居民消費行為出口貿16.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展16.4.2 居民消費行為16

45、.4.3 出口貿易16.4.4 主要減排技術16.4.5 主要減排政策7516.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展7516.4.1 經濟發展經濟發展水平是決定能源碳排放的最主要因素。二氧化碳排放普遍呈現隨人均實際GDP增長而增長的趨勢。76世界二氧化碳排放與人均實際GDP的對比16.4.1 經濟發展經濟發展水平是決定能源碳排放的最主要因16.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展16.4.2 居民消費行為16.4.3 出口貿易16.4.4 主要減排技術16.4.5 主要減排政策7716.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展7716.4.2 居民消費行為居民消費行為

46、影響國民經濟各部門的產品及服務生產水平，居民的能源消費對環境產生重要影響。城市與農村居民用能需求差異大農村主要能源消費：非商業能源商業能源居民消費理念：綠色消費、節約消費居民消費行為：出行工具的選擇、低碳生活方式居民對能源消費和二氧化碳排放的研究方法投入-產出基本表投入-產出消費支出投入-產出過程分析方法7816.4.2 居民消費行為居民消費行為影響國民經濟各部門的產16.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展16.4.2 居民消費行為16.4.3 出口貿易16.4.4 主要減排技術16.4.5 主要減排政策7916.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展7916.4.3 出口

47、貿易開放型經濟使對外貿易的影響力增大，其對能源消費和污染物排放的影響不容忽視。國際貿易對環境的影響：三種觀點80負面論將環境作為獨立要素考慮（Tobey，1990；Grossman, Kmeger，1995)正面論環境標準的提高有助于生產國污染物的減少（Birdcall and Wheeler，2001；Frankch，2003）兼容論多種效應共同作用，最終結果與環境和貿易政策等要素有關（葉繼革，余道先，2007）16.4.3 出口貿易開放型經濟使對外貿易的影響力增大，其對16.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展16.4.2 居民消費行為16.4.3 出口貿易16.4.4 主要減排

48、技術16.4.5 主要減排政策8116.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展8116.4.4 主要減排技術技術進步是解決環境問題的重要途徑之一。在解決未來溫室氣體減排和氣候變化的問題上，技術進步是最重要的決定因素，其作用超過其它所有驅動因素之和（IPCC，2000；2001）。IEA在2006年的能源技術展望中通過情景分析指出“到2050年，在關鍵能源技術的作用下，屆時全球碳排放量可以回到目前的水平，石油需求的增長將會減半。通過可再生能源技術、二氧化碳的捕獲和封存技術、核能技術（在可以接受的國家中），減少電廠的碳排放，將是基本的要求”。8216.4.4 主要減排技術技術進步是解決環境

49、問題的重要途徑之16.4.4 主要減排技術三種主要二氧化碳減排技術：83提高能源利用率和轉換率節能和高效率的用能技術采用燃料替代新能源技術分離和回收二氧化碳并加以封存碳捕獲與封存技術16.4.4 主要減排技術三種主要二氧化碳減排技術：83提高16.4.4 主要減排技術可再生能源包括水能、風能、生物質能、太陽能、地熱能和海洋能等，資源潛力大，環境污染低，溫室氣體排放遠低于一般的化石能源，甚至可以實現零排放，并且可以永續利用，既有利于減少碳排放、減緩全球變化，又有利于實現能源的可持續利用。8416.4.4 主要減排技術可再生能源包括水能、風能、生物質能16.4.4 主要減排技術A）水電的碳減排潛力

50、巨大我國水能資源豐富：水力資源理論蘊藏量為6.08 萬億千瓦時/年，平均功率為6.94億千瓦，約占世界總量的1/6。我國水電開發程度較低：發達國家平均開發程度在60%以上，而我國水電開發程度僅有22%。85年份水電裝機容量（億千瓦）大中型水電裝機容量（億千瓦）小水電裝機容量（億千瓦）小水電減排量（萬噸）20101.91.40.54000202032.250.756000我國水電發展規劃16.4.4 主要減排技術A）水電的碳減排潛力巨大85年份水16.4.4 主要減排技術B）風電技術基本成熟，減排潛力可觀86技術上離網運行的小型風力發電機組大型并網風力發電機組減排潛力上單機容量為1兆瓦的風能發電

51、機，平均每年可以減排2000噸二氧化碳風電項目投資大，發電成本高，非常適合于作為CDM項目到2020年我國風電的二氧化碳減排量將達到1100萬噸16.4.4 主要減排技術B）風電技術基本成熟，減排潛力可觀16.4.4 主要減排技術C）生物質發電技術不太成熟物質能資源豐富，但技術不成熟，發電成本高，還處于示范性發展階段生物質能碳減排潛力廣闊，應當加強發展87不同生物質能的發電經濟參數技術種類廢棄物發電秸稈發電沼氣發電蔗渣直燃谷殼氣化固定床氣化直燃硫化床氣化小型養殖場大型養殖場工業廢水發電規模(KW)12000200400024000400020010002000單位固定資產(元/KW)46116

52、400828613339188343792098718150燃料價格(元/噸)500300280280000運行時間(h)32403000650065006500700070007000發電成本(元/KWh)0.32660.54770.5390.5080.5180.9170.6120.535上網電價(元/kWh)0.51950.69630.7060.7760.7151.0180.5780.48616.4.4 主要減排技術C）生物質發電技術不太成熟87不同16.4.4 主要減排技術整體聯合氣化循環發電技術（IGCC）將碳化物（如煤炭、石油焦、渣油、生物質燃料等）氣化后產生的低熱值合成氣，經凈化后

53、送入燃氣-蒸汽聯合循環發電或生產其它化學物質的技術我國IGCC技術的發展：煙臺IGCC示范電站、上海400MW級IGCC項目、河北超化120MW級IGCC電廠、遼寧阜新IGCC三聯供項目天然氣聯合循環發電技術（NGCC）利用天然氣燃燒產生的高溫煙氣在燃氣輪機中做功發電后，排放出的廢氣能在余熱回收鍋爐中產生蒸汽，蒸汽繼續推動蒸汽輪機做功發電，燃氣-蒸汽兩者結合便形成了天然氣聯合循環發電在工業發達國家，NGCC新增容量已超過常規火力發電我國NGCC項目：杭州半山電廠、張家港華興電廠、上?；瘜W工區熱電、北京京豐等電廠8816.4.4 主要減排技術整體聯合氣化循環發電技術（IGCC16.4.4 主要減

54、排技術89IGCCIGCC發電廠的初始造價偏高，建設工期長我國IGCC核心技術還不成熟IGCC發電廠的運行可靠性有待提高IGCC發電廠的整體可用率未達到預期NGCC發電成本的不確定NGCC設備價格高，國內技術還未成熟國內NGCC電價競爭力低國內天然氣資源相對不太豐富發展障礙16.4.4 主要減排技術89IGCCIGCC發電廠的初始造16.4.4 主要減排技術二氧化碳捕獲和封存是指將二氧化碳從工業或相關能源的排放源中分離出來，輸送到封存地點，并且長期與大氣隔絕，從而減少碳排放。碳捕獲與封存（CCS）技術三個特點：90CCS技術起步晚，發展迅速，規模化和商業化應用有待推進CCS技術目前成本較高，與

55、其它減排技術相比具有競爭力CCS技術要大規模發展主要依賴于技術的成熟和成本的下降16.4.4 主要減排技術二氧化碳捕獲和封存是指將二氧化碳從16.4.4 主要減排技術91圖 CCS可能的系統示意圖捕獲運輸封存亞洲澳洲歐洲北美其它總計二氧化碳捕獲示范項目4146116二氧化碳捕獲研究項目111523-40二氧化碳地質封存示范項目1244213二氧化碳地質封存研究項目521631-54二氧化碳深海封存研究項目1-25-8總計12641693131碳捕獲與封存項目統計16.4.4 主要減排技術91圖 CCS可能的系統示意圖捕獲16.4.4 主要減排技術技術類型煤炭相關的減排成本（美元/噸碳）天然氣相

56、關的減排成本（美元/噸碳）海上風電-63-125-61-291陸上風電11-287265-592生物燃料108-200240-447核能44-8089-164潮汐能277-597572-1168IGCC+CCS24-45101-188新IGCC+CCS54-101151-282煤電廠+CCS66-122195-362新煤電廠+CCS92-221243-566化石能源、可再生能源和核電技術的碳減排成本比較9216.4.4 主要減排技術技術類型煤炭相關的減排成本天然氣相16.4.4 主要減排技術技術成本及市場障礙目前CCS技術成本太高，缺乏市場競爭力法律障礙目前的國際公約沒有涉及二氧化碳的封存機制

57、障礙CCS技術作為CDM項目方法學、核算等問題還有待于進一步研究，激勵機制不足9316.4.4 主要減排技術技術成本及市場障礙目前CCS技術成16.4.4 主要減排技術A）降低供電煤耗和線損率是電力工業節能關鍵如果我國現有的小機組被大機組完全替代，一年可以節約9000萬噸標準煤，減少碳排放2.2億噸9416.4.4 主要減排技術A）降低供電煤耗和線損率是電力工業16.4.4 主要減排技術B）鋼鐵工業節能是節能減排潛力最大的行業之一目前中國鋼鐵工業共消耗近4.8億噸標準煤，占全國能源消耗的17%左右，僅次于電力工業，其中重點大中型鋼鐵企業總能耗為1.98億噸標準煤。規劃：到2010年，鋼鐵行業噸

58、鋼綜合能耗降到0.73噸標煤、噸鋼可比能耗降到0.685噸標煤；2020年分別降到0.70噸標煤、0.64噸標煤。9516.4.4 主要減排技術B）鋼鐵工業節能是節能減排潛力最大16.4.4 主要減排技術C）水泥工業節能降耗是建材工業節能的核心水泥是建材工業的耗能大戶，其能源消耗量占建材工業總能耗的50%左右；目前我國水泥的綜合能耗比國際水平高出約26%按淘汰5000萬噸落后水泥生產能力測算，可節電45億度，減少碳排放4000多萬噸，節煤700萬噸D）交通、建筑、政府和居民節能等節能領域也存在巨大的減排潛力9616.4.4 主要減排技術C）水泥工業節能降耗是建材工業節能16.4 二氧化碳排放影

59、響因素16.4.1 經濟發展16.4.2 居民消費行為16.4.3 出口貿易16.4.4 主要減排技術16.4.5 主要減排政策9716.4 二氧化碳排放影響因素16.4.1 經濟發展9716.4.5 主要減排政策98管制手段排放限額：歐盟用能/排放標準：日本供電配額：美國、歐盟財政政策稅收：丹麥、芬蘭、荷蘭、瑞典和德國（1990）；法國（1999）；英國（2001）；日本（2007）稅收減免、補貼和資助：歐盟、法國、英國排放權交易“限額與交易”（cap-and-trade）制度已建立或試行交易市場：歐盟、美國、日本16.4.5 主要減排政策98管制手段排放限額：歐盟用能/排目錄16.1 能源

60、利用的環境成本16.2 氣候變化16.3 二氧化碳排放特征16.4 二氧化碳排放影響因素16.5 碳排放貿易與碳市場16.6 中國的二氧化碳減排99目錄16.1 能源利用的環境成本9916.5 碳排放貿易與碳市場16.5.1碳排放貿易與碳市場的產生16.5.2 國際碳市場發展狀況10016.5 碳排放貿易與碳市場10016.5.1碳排放貿易與碳市場的產生101發達國家與經濟轉型國家間的聯合履約（JI）發達國家和發展中國家間的清潔發展機制（CDM）發達國家間的國際排放貿易（IET）二氧化碳排放權成為一種稀缺的資源具有了商品的屬性CO2$16.5.1碳排放貿易與碳市場的產生101發達國家與經濟轉型